Πρωτεΐνη επιτρέπει στα καρκινικά κύτταρα να χρησιμοποιούν εναλλακτικές πηγές τροφής

Τα ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα προσλαμβάνουν εξωκυτταρικές πρωτεΐνες (αλβουμίνη, πράσινο). Οι πρωτεΐνες χωνεύονται στα λυσοσώματα σε αμινοξέα, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται ως πηγή θρεπτικών συστατικών.

Τα καρκινικά κύτταρα έχουν συχνά μικρή πρόσβαση σε θρεπτικά συστατικά, όπως τα ελεύθερα αμινοξέα, επειδή η αιμάτωσή τους είναι συχνά ανεπαρκής. Εξασφαλίζουν όμως την επιβίωσή τους με το να στραφούν σε εναλλακτικές πηγές τροφής. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούν την αποσύνδεση πρωτεϊνών από το περιβάλλον τους.

Μια ερευνητική ομάδα από το Γερμανικό Κέντρο Έρευνας για τον Καρκίνο (DKFZ) και το Ερευνητικό Ινστιτούτο Μοριακής Παθολογίας (IMP) στη Βιέννη ταυτοποίησε μια πρωτεΐνη που επιτρέπει στα καρκινικά κύτταρα να κάνουν αυτή την αλλαγή. Οι ερευνητές ελπίζουν τώρα να βρουν έναν τρόπο να οδηγήσουν στοχευμένα στην λιμοκτονία τα καρκινικά κύτταρα, αναφέρουν στο περιοδικό Science.

Η ομάδα μελέτησε in vitro την αντίδραση των καρκινικών κυττάρων σε έλλειψη αμινοξέων, όπως συμβαίνει σε πολλούς όγκους. Χρησιμοποιώντας το γονιδιακό ψαλίδι CRISPR-Cas9, οι ερευνητές απενεργοποίησαν  ξεχωριστά την έκφραση σχεδόν όλων των γονιδίων του γονιδιώματος.

Με αυτόν τον τρόπο, μπόρεσαν να ταυτοποιήσουν τα γενετικά συστατικά των σηματοδοτικών μονοπατιών που εμπλέκονται στη μετάβαση στη νέα πηγή θρεπτικών ουσιών.

Κατά τη διαδικασία αυτή, οι ερευνητές ανακάλυψαν ένα γονίδιο που απαιτείται αποκλειστικά για την επιβίωση όταν τα καρκινικά κύτταρα τρέφονται με εξωκυτταρικές πρωτεΐνες. Το γονίδιο παρέχει το σχέδιο για μια μεμβρανική πρωτεΐνη που ονομάζεται "παράγοντας διακίνησης λυσοσωμικών ενζύμων" (LYSET), η οποία αποδείχθηκε ότι είναι ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία των λυσοσωμάτων. Αυτές οι μικρές κυτταρικές δομές εξυπηρετούν την κυτταρική εσωτερική πέψη των πρωτεϊνών.

Η LYSET αποδείχθηκε ότι είναι βασικό συστατικό της λεγόμενης οδού της φωσφορικής μαννόζης-6, η οποία απαιτείται για την πλήρωση των λυσοσωμάτων με πεπτικά ένζυμα. Εάν η LYSET έλειπε, τα καρκινικά κύτταρα δεν είχαν τα ένζυμα στα λυσοσώματά τους και δεν ήταν πλέον σε θέση να αλλάξουν πηγές θρεπτικών συστατικών.

Αυτό είχε σαφείς επιπτώσεις στην ανάπτυξη όγκων σε ζωικά μοντέλα: Σε ποντίκια στα οποία προκλήθηκε καρκίνος, οι ερευνητές μπόρεσαν να δείξουν ότι η απώλεια της LYSET επιβράδυνε σημαντικά την ανάπτυξη του όγκου.

"Με τη LYSET, ανακαλύψαμε ένα κεντρικό συστατικό μιας μεταβολικής οδού που επιτρέπει στα καρκινικά κύτταρα να προσαρμόζονται σε διαφορετικά θρεπτικά συστατικά. Αυτή είναι η βασική τους ικανότητα να επιβιώνουν και να αναπτύσσονται σε ένα άγονο περιβάλλον όγκου", δήλωσε ο Wilhelm Palm από το DKFZ.

Οι ερευνητές ελπίζουν τώρα να βρουν μια προσέγγιση για τη θεραπευτική στόχευση μιας σημαντικής μεταβολικής οδού των καρκινικών κυττάρων.